Beschreibung einzelner Lerneinheiten (ECTS-Lehrveranstaltungsbeschreibungen) pro Semester

Keine

Die Lehrveranstaltung vermittelt die Modellierung thermischer Systeme mit speziellem Fokus auf Anwendungen im Gebäude. Es werden mathematische Methoden und ihre physikalischen Anwendungen erläutert. Die Lehrveranstaltung bedient sich der Grundlagen der Wärmeübertragung und Strömungsmechanik, sowie der Thermodynamik, um transiente und stationäre Modelle von thermischen Systemen abzuleiten.

• Modellierung und numerische Lösung transienter thermodynamischer Systeme wie thermische Speicher, 
• Angewandte Numerik in der Simulation thermischer Systeme (GDGl., Spezialfälle der Wärmeleitungsgleichung),
• Modellgenauigkeit, 
• Systemidentifikation, Zustandsschätzer,
• Umgang mit realen Messdaten, Ansätze für die Verifikation vom modellbasierten Ansätzen (z.B. hardware in the loop).

Die Studierende kennen typische Ansätze zur Modellierung thermischer Systeme und deren Identifikation anhand von realen Messdaten. Die Studierenden sind befähigt numerische und analytische mathematische Methoden zur Berechnung des transienten Systemverhaltens anzuwenden. Die Studierenden

• können numerische und analytische  Lösungsansätze für gewöhnliche Differentialgleichungen skizzieren und benennen
• kennen mögliche Ansätze für die Systemidentifikation thermischer Systeme anhand von experimentell gewonnenen Messwerten und können diese skizzieren
• sind in der Lage typische Modellformulierungen für gegebene Problemstellungen über transiente Energieerhaltung für thermische Systeme abzuleiten
• verstehen es unterschiedliche Lösungsansätze zur Simulation thermischer Systeme hinsichtlich ihrer Modellgenauigkeit und daraus resultierenden Eignung in der Anwendung zu diskutieren
• können einfache thermische Systeme basierend auf physikalischen Grundprinzipien (Impuls- und Energieerhaltung) mathematisch modellieren und numerische Lösungsansätze vorschlagen und anwenden
• sind in der Lage anhand von Messdaten Systemparameter thermischer Systeme zu berechnen und diese physikalisch zu deuten

Vorlesung mit integrierter Übung

• Bearbeitung und schriftliche Abgabe von Übungsbeispielen (20 %)
• Mündliche oder schriftliche Abschlussprüfung (80 %)

Für eine positive Gesamtnote müssen in jedem Prüfungsteil mindestens 50 % der Punkte erzielt werden. 

Keiner

• Bähr, Hans Dieter (2019): Wärme und Stoffübertragung. 10. Aufl. Berlin Heidelberg: Springer.
• Dhar, P. L. (2017): Thermal system design and simulation. Amsterdam: Elsevier/AP, Academic Press is an imprint of Elsevier.
• Penoncello, S. G. (2018): Thermal energy systems: design and analysis. Second edition. Boca Raton: Taylor & Francis, CRC Press.

Präsenzveranstaltung. Die Studierenden werden vor Beginn der Lehrveranstaltung über die Anwesenheitsvorgaben der Lehrbeauftragten informiert.